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哈雷釬焊板式換熱器
專業生產:換熱器;分水器;過水熱;冷卻器
新聞動態

板式換熱器在鋁酸鈉精液降溫過程中的節能效果分析

點擊:1366 日期:[ 2014-04-26 22:45:00 ]
符金開,羅曉春(湖南冶金職業技術學院,湖南株洲 412000)   在氧化鋁生產中,過飽和的鋁酸鈉精液(一般95~105℃)在進入種分槽進行分解前,必須對精液進行降溫,以確保在與精種混合后進入種分首槽的漿液溫度符合分解工藝要求(56~63℃),得到較高的分解率和粒度較粗、質量良好的氫氧化鋁。某廠采用拜耳法生產氧化鋁,鋁酸鈉精液原設計降溫過程為一級板式換熱器與真空降溫串連使用。后來對立盤母液浮游物進行了回收,并對板式換熱器進行了換型改造,形成兩級板式換熱器串連再與真空降溫串連的精液降溫流程。投用后,用兩級板式換熱器串連對精液進行降溫即可滿足分解工藝要求。同時,作為冷相進行換熱的立盤母液溫度得到大幅度的提高,為蒸發工序降低蒸汽消耗創造了良好的條件。 1 鋁酸鈉精液降溫工藝改造前后對比 1.1 改造前鋁酸鈉精液降溫工藝   改造前鋁酸鈉精液降溫工藝流程見圖1。改造前鋁酸鈉精液降溫工藝是由一級板式換熱器與真空降溫串連的粗液降溫流程。該流程只有部分熱量得到了再利用,真空降溫中自蒸發的熱量釋放進入大氣,沒有得到很好的利用。 1.2 改造后鋁酸鈉精液降溫工藝改造后鋁酸鈉精液降溫工藝流程見圖2。   改造后鋁酸鈉精液降溫工藝是由換型改造后的兩級板式換熱器串連再與真空降溫串連的精液降溫流程。在生產中,兩級板式換熱器完全滿足了精液降溫工藝需要,真空降溫卻從流程中退出。同時,真空降溫的循環冷卻水和真空降溫的真空泵停用。2 真空降溫和板式換熱器降溫機理 2.1 板式換熱器的結構及特點   板式換熱器是由薄金屬板壓制成特殊的波紋,按一定間隔疊合而成。板片之間的邊緣用密封墊密封,同時形成狹窄的流道。冷、熱流體分別在板的兩側流動,通過金屬板片進行換熱。板片的四個角上設置流道孔,組成流體的分配管和匯聚管。整個設備兩端用活動端蓋和固定端蓋壓緊密封,板片間的間隙為2~6mm。板式換熱器的主要優點是流體在波紋面上流過時,不斷改變流動方向,破壞了滯流流動,形成人工湍流,使介質在較低的流速下即達到湍流,傳熱系數大,結構緊湊,單位體積內的傳熱面積大,每立方米體積具有250~1250m2的傳熱面積。拆裝、清洗、檢修、增減板片以調整傳熱面積都很方便,操作靈活性大。但介質的流道狹窄,易結疤,易堵塞。板式換熱器的熱相散發的熱量通過波紋式金屬薄板傳遞給冷相,使冷相吸收熱量,能量得到有效的利用,節能效果明顯。 2.2 真空降溫   真空降溫是根據溶液在密閉的容器里沸騰溫度與壓力的關系原理。壓力小,沸騰溫度低,在真空條件下,沸騰溫度低于常壓下的沸騰溫度,真空度越高則沸騰溫度越低。當高溫的鋁酸鈉精液進入真空容器中后,因其自身溫度高于該真空條件下的沸騰溫度,精液在進行自蒸發的同時達到了降溫的目的。蒸發的氣體經過循環冷卻水冷凝后隨循環冷卻水進行循環,精液得到了濃縮并降溫。真空降溫過程中自蒸發的熱量一部分隨循環冷卻水帶走并在循環水塔釋放到大氣;另外一部分隨真空泵排入大氣。精液自蒸發的熱量沒有得到再利用。 3 板式換熱器降溫節能效益分析   經改造的板式換熱器換熱后,與原來的工藝相比,起到了很好的節能效果。 3.1 板式換熱器冷相立盤母液溫度升高   改造后有90%以上立盤母液(取90%)經過板式換熱器與鋁酸鈉溶液進行熱交換(為保證種分槽溫度,有部分母液走短路,直接進入蒸發系統),其溫度可由50℃左右升高到90℃上下。根據改造后六個月月平均生產統計,板式換熱器進口溫度平均為47 4℃,出口溫度平均為91 5℃。對比原流程,由于老板式效果差,投用不正常,根據生產統計,大約僅有80%母液參與精液熱交換,而且母液溫度只能由50℃左右提高到75℃上下。根據改造前六個月月平均生產統計,母液進口溫度48 8℃,母液出口溫度76 2℃,根據計算,可得出改造后六個月月平均節約蒸汽1 98×104t,全年節約費用626 6×104元(蒸汽價格為26元/t)。 3.2 真空降溫停車真空泵節約運轉電能   以真空泵電機50kW,電價0 20元/kWh計算,年節約費用8 76×104元。 3. 3 真空降溫停車循環冷卻水停車節能   以循環冷卻水1400m3/h,循環水價格0 15元/m3計算,年節約費用183 96×104元。以上三項合計,年節約費用為819 12×104元。 4 結 語   經過對真空降溫和板式換熱器兩種鋁酸鈉精液降溫工藝進行對比,可以看出,板式換熱器在鋁酸鈉精液降溫過程中,具有明顯的節能效果。用板式換熱器取代真空降溫進行鋁酸鈉精液降溫是一個發展方向。
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